Système immunitaire : généralités
Comprendre les défenses de l’organisme : organes et cellules immunitaires, immunité innée et adaptative, anticorps, mémoire immunitaire et dysfonctionnements du système immunitaire.
SOMMAIRE
I. Généralités
Définition
Le système immunitaire est l’ensemble des organes, des cellules et des molécules qui participent à la défense de l’organisme contre les agents pathogènes et les cellules anormales.
Il assure plusieurs fonctions essentielles :
- Défense contre les infections : protection contre les bactéries, les virus, les champignons et les parasites.
- Surveillance immunitaire : reconnaissance et élimination de certaines cellules anormales, notamment tumorales.
- Élimination cellulaire : participation à l’élimination des cellules endommagées ou vieillissantes.
- Mémoire immunitaire : capacité à réagir plus rapidement et plus efficacement lors d’un nouveau contact avec un antigène déjà rencontré.
Deux types d’immunité
Réponse rapide, présente dès la naissance, qui reconnaît des caractéristiques communes aux agents pathogènes.
Réponse spécifique d’un antigène, plus lente lors du premier contact et dotée d’une mémoire immunitaire.
Ces deux mécanismes sont complémentaires et coopèrent pour protéger l’organisme.
II. Organisation du système immunitaire
Les organes lymphoïdes participent à la production, à la maturation et à l’activation des cellules immunitaires.
Ils sont répartis en deux catégories :
- Organes lymphoïdes primaires : lieux de production des cellules immunitaires et de maturation des lymphocytes B et T.
- Organes lymphoïdes secondaires : lieux de rencontre entre les antigènes et les cellules immunitaires, permettant notamment l’activation des lymphocytes.
Organes lymphoïdes
Assure la production des cellules sanguines (hématopoïèse) et la maturation des lymphocytes B.
Permet la maturation des lymphocytes T.
Filtrent la lymphe et constituent des lieux d'activation des lymphocytes.
Filtre le sang, participe à l'élimination des cellules sanguines vieillissantes et à la réponse immunitaire contre les antigènes circulants.
Participent à la surveillance immunitaire au niveau du pharynx.
Assurent une surveillance immunitaire au niveau des muqueuses, notamment digestives et respiratoires.
III. Cellules du système immunitaire
Les cellules du système immunitaire sont principalement les leucocytes (globules blancs). Elles assurent la reconnaissance des agents pathogènes, leur élimination et la coordination des réponses immunitaires.
Elles comprennent plusieurs populations cellulaires aux fonctions complémentaires.
Granulocytes
Les granulocytes sont des leucocytes caractérisés par la présence de granulations dans leur cytoplasme. On distingue trois catégories :
- Polynucléaires neutrophiles : participent principalement à la défense contre les bactéries, notamment par phagocytose.
- Polynucléaires éosinophiles : interviennent dans la défense contre certains parasites et dans les réactions allergiques.
- Polynucléaires basophiles : participent aux réactions allergiques et inflammatoires, notamment par la libération d’histamine.
Monocytes et macrophages
Les monocytes circulent dans le sang et peuvent se différencier en macrophages lorsqu’ils rejoignent les tissus.
Les macrophages assurent plusieurs fonctions :
- Phagocytose des agents pathogènes et des débris cellulaires.
- Participation à la réaction inflammatoire.
- Présentation d’antigènes aux lymphocytes T.
Lymphocytes
Les lymphocytes jouent un rôle majeur dans les réponses immunitaires.
- Lymphocytes B : peuvent se différencier en plasmocytes, responsables de la production d’anticorps.
- Lymphocytes T CD4 : coordonnent la réponse immunitaire en activant et en régulant d’autres cellules immunitaires.
- Lymphocytes T CD8 : détruisent notamment les cellules infectées ou anormales.
- Cellules NK (Natural Killer) : appartiennent à l’immunité innée et peuvent éliminer certaines cellules infectées par des virus ou tumorales.
Autres cellules immunitaires
Certaines cellules possèdent des fonctions plus spécialisées :
- Cellules dendritiques : capturent les antigènes et les présentent aux lymphocytes T, participant ainsi à l’activation de l’immunité adaptative.
- Mastocytes : présents dans les tissus, participent aux réactions inflammatoires et allergiques, notamment par la libération d’histamine.
Les plaquettes (thrombocytes) ne sont pas des leucocytes, mais elles participent également aux réactions inflammatoires et à certains mécanismes de défense immunitaire.
IV. Immunité innée
L’immunité innée constitue la première ligne de défense de l’organisme contre les agents pathogènes.
Elle présente plusieurs caractéristiques :
- Elle est présente dès la naissance.
- Elle intervient rapidement, généralement en quelques minutes à quelques heures.
- Elle reconnaît des caractéristiques communes à différents agents pathogènes.
- Elle ne nécessite pas de contact préalable avec l’agent pathogène.
Contrairement à l’immunité adaptative, elle ne repose pas sur une mémoire immunitaire spécifique d’un antigène.
Barrières naturelles
Les barrières naturelles constituent la première protection contre la pénétration des agents pathogènes dans l’organisme.
On distingue trois types de barrières :
- Barrières physiques : peau, muqueuses, mucus et cils de l’épithélium respiratoire.
- Barrières chimiques : acidité gastrique, pH cutané, sueur, sébum et substances antimicrobiennes.
- Barrières biologiques : microbiote, qui limite notamment la prolifération de certains micro-organismes pathogènes.
Réaction inflammatoire
La réaction inflammatoire est une réponse locale de l’immunité innée déclenchée notamment lors d’une infection ou d’une lésion tissulaire.
Elle se manifeste classiquement par quatre signes :
- Rougeur : liée à la vasodilatation.
- Chaleur : liée à l’augmentation du débit sanguin local.
- Œdème : lié à l’augmentation de la perméabilité vasculaire.
- Douleur : liée à l’action des médiateurs inflammatoires et à la pression exercée sur les tissus.
La réaction inflammatoire se déroule en plusieurs étapes :
- Reconnaissance de l’agression par les cellules sentinelles.
- Libération de médiateurs inflammatoires.
- Vasodilatation et augmentation de la perméabilité vasculaire.
- Recrutement des leucocytes vers le site de l’agression.
- Élimination des agents pathogènes et des débris cellulaires.
Phagocytose
La phagocytose est un mécanisme de défense qui permet à certaines cellules, principalement les neutrophiles et les macrophages, d’ingérer et de détruire des agents pathogènes ou des débris cellulaires.
Étapes de la phagocytose
Le phagocyte reconnaît l'élément à éliminer et adhère à sa surface.
Le phagocyte englobe l'élément, qui se retrouve dans une vésicule appelée phagosome.
Le phagosome fusionne avec des lysosomes. Les enzymes et substances antimicrobiennes participent à la destruction de l'élément dans le phagolysosome.
Les résidus non digérés peuvent être expulsés hors de la cellule.
Autres mécanismes de défense
L’immunité innée repose également sur plusieurs mécanismes complémentaires :
- Système du complément : ensemble de protéines plasmatiques qui participent à l’inflammation, facilitent la phagocytose par opsonisation et peuvent provoquer la lyse de certains agents pathogènes.
- Interférons : molécules de signalisation, notamment impliquées dans la défense antivirale.
- Cellules NK (Natural Killer) : lymphocytes de l’immunité innée capables de détruire certaines cellules infectées ou tumorales.
V. Immunité adaptative
L’immunité adaptative est une réponse immunitaire spécifique d’un antigène. Elle intervient en complément de l’immunité innée et repose principalement sur les lymphocytes B et T.
Elle présente plusieurs caractéristiques :
- Spécificité : elle reconnaît des antigènes particuliers.
- Délai d’activation : elle est généralement plus lente lors d’un premier contact avec un antigène.
- Mémoire immunitaire : elle permet une réponse plus rapide et plus efficace lors d’une nouvelle exposition au même antigène.
L’immunité adaptative comprend deux grands mécanismes : l’immunité humorale et l’immunité cellulaire.
Immunité humorale et immunité cellulaire
Elle repose sur les lymphocytes B, qui peuvent se différencier en plasmocytes producteurs d'anticorps.
Principales fonctions- Neutralisation des agents pathogènes et des toxines.
- Facilitation de la phagocytose par opsonisation.
- Activation du système du complément.
Elle intervient notamment dans la défense contre les agents pathogènes extracellulaires et leurs toxines.
Elle repose sur les lymphocytes T, qui reconnaissent des fragments antigéniques présentés par les molécules HLA.
Principales fonctions- Lymphocytes T CD4 : coordination et régulation de la réponse immunitaire.
- Lymphocytes T CD8 : destruction des cellules infectées ou anormales.
Elle joue notamment un rôle dans la défense contre les agents pathogènes intracellulaires.
Une partie des lymphocytes B et T activés devient des cellules mémoire, permettant une réponse plus efficace lors d'une nouvelle exposition.
VI. Antigènes et anticorps
Antigènes
Un antigène est une structure moléculaire reconnue spécifiquement par un anticorps ou un récepteur de lymphocyte.
Certains antigènes peuvent déclencher une réponse immunitaire.
Les antigènes peuvent notamment être présents à la surface des agents pathogènes ou correspondre à des substances étrangères à l’organisme.
Anticorps
Les anticorps, également appelés immunoglobulines (Ig), sont des protéines produites par les plasmocytes, issus de la différenciation des lymphocytes B.
Ils se fixent spécifiquement aux antigènes et participent à leur élimination par différents mécanismes :
- Neutralisation : blocage de l’action de certains agents pathogènes ou toxines.
- Opsonisation : facilitation de la reconnaissance et de la phagocytose des agents pathogènes.
- Activation du complément : déclenchement d’une cascade de protéines participant à la défense immunitaire.
Classes d'immunoglobulines
| Classe | Principales caractéristiques |
|---|---|
| IgG | Immunoglobulines majoritaires dans le sang. Importantes lors de la réponse immunitaire secondaire. Traversent le placenta et participent à la protection du fœtus et du nouveau-né. |
| IgM | Généralement les premières immunoglobulines produites lors d'une réponse immunitaire primaire. |
| IgA | Présentes notamment dans les sécrétions des muqueuses : salive, larmes, sécrétions respiratoires et digestives, lait maternel. |
| IgE | Impliquées dans les réactions allergiques immédiates et dans la défense contre certains parasites. |
| IgD | Principalement présentes à la surface des lymphocytes B naïfs, où elles participent à la reconnaissance des antigènes. |
VII. Système HLA
Le système HLA (Human Leukocyte Antigen) correspond au complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) chez l’être humain.
Les molécules HLA permettent de présenter des fragments antigéniques aux lymphocytes T, participant ainsi à la reconnaissance immunitaire.
Elles jouent également un rôle important dans la compatibilité des greffes. Les différences entre les molécules HLA du donneur et celles du receveur peuvent favoriser une réaction de rejet.
Classes de molécules HLA
Présentes à la surface de presque toutes les cellules nucléées de l'organisme.
Fragments de protéines provenant principalement de l'intérieur de la cellule.
Lymphocytes T CD8, capables de détruire certaines cellules infectées ou anormales.
Présentes principalement sur les cellules présentatrices d'antigènes professionnelles : cellules dendritiques, macrophages et lymphocytes B.
Fragments de protéines provenant principalement d'éléments captés à l'extérieur de la cellule.
Lymphocytes T CD4, qui participent à la coordination de la réponse immunitaire.
VIII. Mémoire immunitaire
La mémoire immunitaire est une caractéristique de l’immunité adaptative. Elle permet à l’organisme de répondre plus rapidement et plus efficacement lorsqu’il rencontre à nouveau un antigène déjà reconnu.
Elle repose notamment sur la persistance de lymphocytes B mémoire, de lymphocytes T mémoire et de plasmocytes à longue durée de vie, capables de maintenir une production d’anticorps.
Réponse primaire et réponse secondaire
Réponse immunitaire primaire
Lors d'une première exposition à un antigène, les lymphocytes spécifiques sont activés, prolifèrent et se différencient.
La production d'anticorps se met progressivement en place. Cette réponse nécessite un certain délai.
Constitution de la mémoire immunitaire
Une partie des lymphocytes activés devient des lymphocytes mémoire. Des plasmocytes à longue durée de vie peuvent également persister.
Réponse immunitaire secondaire
Les cellules mémoire permettent une réponse plus rapide et plus intense, avec notamment une production d'anticorps généralement plus importante.
Cette réponse contribue à une protection plus efficace de l'organisme.
Vaccination
La vaccination repose sur le principe de la mémoire immunitaire. Elle consiste à présenter au système immunitaire un ou plusieurs antigènes, ou les instructions permettant leur production, afin de déclencher une réponse immunitaire protectrice sans nécessiter de contracter l’infection naturelle.
Elle permet de préparer l’organisme à une éventuelle rencontre ultérieure avec l’agent pathogène.
Selon le vaccin et la maladie concernée, la vaccination peut :
- Prévenir l’infection.
- Réduire le risque de développer la maladie.
- Diminuer le risque de formes graves et de complications.
La durée de la protection varie selon les vaccins et les agents pathogènes. Des doses de rappel peuvent être nécessaires pour maintenir une protection suffisante.
IX. Dysfonctionnement du système immunitaire
Le système immunitaire peut présenter différents dysfonctionnements : une réponse insuffisante, une réaction excessive ou une réponse dirigée contre les constituants de l’organisme.
On distingue principalement les déficits immunitaires, les réactions d’hypersensibilité et les maladies auto-immunes.
Déficits immunitaires
Un déficit immunitaire correspond à une altération d’un ou plusieurs mécanismes de défense de l’organisme. Il peut entraîner une susceptibilité accrue à certaines infections.
On distingue :
- Déficits immunitaires primitifs : généralement d’origine génétique, comme certains déficits de production d’immunoglobulines.
- Déficits immunitaires secondaires : acquis au cours de la vie, notamment en lien avec une infection par le VIH, certains traitements immunosuppresseurs ou une absence de rate fonctionnelle.
Réactions d’hypersensibilité
Les réactions d’hypersensibilité correspondent à des réponses immunitaires inappropriées ou excessives, susceptibles de provoquer des lésions tissulaires.
Elles peuvent se manifester notamment par :
- Une rhinite allergique.
- Une urticaire allergique.
- Une anaphylaxie, réaction d’hypersensibilité systémique pouvant engager le pronostic vital.
Maladies auto-immunes
Une maladie auto-immune survient lorsque le système immunitaire réagit contre des constituants de l’organisme, entraînant une atteinte de certains tissus ou organes.
Parmi les exemples :
- Polyarthrite rhumatoïde : maladie inflammatoire chronique touchant principalement les articulations.
- Maladie de Biermer : gastrite auto-immune pouvant entraîner une carence en vitamine B12.
- Vitiligo : maladie caractérisée par une destruction auto-immune des mélanocytes, responsable de zones de dépigmentation cutanée.
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